Solutions virtuelles de fabrication pour l’automatisation Comment des processus de production complexes peuvent-ils être intégralement simulés et vérifiés, de la planification jusqu’à la mise en service virtuelle ?

Solutions virtuelles de fabrication pour l’automatisation

Alors que l’industrie 4.0 ne fait que de lents progrès en matière de processus de production, l’usine numérique s’est établie depuis longtemps dans de nombreux domaines. Les solutions logicielles appropriées pour l’usine numérique aident déjà les entreprises à définir, valider, simuler et optimiser leurs processus de production de manière efficace et rentable.

L'automatisation virtuelle des processus de fabrication commence bien avant le début de la production, c’est-à-dire dès les premières phases de définition de la structure et de la planification du processus. Elle s'étend ensuite au choix de la variante de production optimale, jusqu’à l’ingénierie concrète avec la conception détaillée des systèmes ou la simulation de machines ou de robots et la programmation hors ligne.

En utilisant des composants et des ressources mécatroniques et la définition logique schématique de la cellule ou de la ligne de production, le comportement exact de la cellule peut être représenté et défini bien plus facilement et surtout de manière plus réaliste. Un jumeau numérique ainsi défini peut aussi être relié au vrai contrôleur. De cette façon, on peut s'assurer que le comportement simulé et le comportement réel correspondent, car la simulation est basée sur la même logique que celle utilisée pour programmer le PLC. Et elle correspond ainsi au comportement futur réel du système.

Les structures ne sont pas toujours constituées de composants standard.

Il est d’autant plus important d'intégrer également des composants spécifiques dans les structures existantes. Idéalement, les logiciels intègrent des fonctions intelligentes grâce auxquelles la structure peut être complétée avec des composants spécifiques au projet.

Une telle infrastructure logicielle ouverte permet aussi en principe une coopération simplifiée entre les partenaires de l’ingénierie grâce à un échange, standardisé et neutre sur le plan du système, de données d'installation ou d'appareil complètes, y compris les définitions logiques et cinématiques. La norme AML, entre autres, convient à cet usage. De plus, PLCOpen peut servir d’interface de communication pour relier les contrôleurs réels ou virtuels d’installations et de robots.

Un regard sur les pratiques

En remplissant les critères cités ci-dessus, le modèle d'installation virtuelle de CENIT FASTSUITE 2e édition peut être utilisé comme jumeau numérique pour la validation anticipée du contrôleur d'installation (SPS/PLC). Cela permet notamment de réduire considérablement la durée des projets.

FASTSUITE 2e ÉDITION offre pendant la simulation une option « Shared Memory » (mémoire partagée). Les données de simulation seront enregistrées dans cette mémoire partagée par les contrôleurs. La visualisation 3D lit à son tour les données de simulation. Cette option Mémoire partagée permet également de remplacer pendant la phase d'acceptation les émulateurs de contrôle utilisés jusque là par des composants de contrôle réels et d’effectuer ainsi une validation du PLC et une mise en service virtuelle. Puisque toute la structure se compose déjà de modèles mécatroniques de simulation, il est logique de relier le modèle d’installation numérique avec le software-in-the-loop ou le hardware-in-the-loop. Le modèle virtuel peut ainsi être testé par rapport au contrôleur réel avant que l’installation réelle ne soit prête pour la mise en service. Une mise en service virtuelle soutient les flux de travail parallèles entre l'ingénierie de l’installation et le développement du logiciel, et réduit ainsi les risques, erreurs et temps d'arrêt de la production.

Un fois que les îlots de production sont mis en service, la même structure virtuelle peut être utilisée pour introduire de nouvelles pièces et de nouveaux produits grâce aux fonctions de programmation hors ligne. Il n’est plus nécessaire de perdre du temps en apprentissage ni d'interrompre la production en conséquence.

Quelles que soient les solutions utilisées, une chose est sûre :

La conception et validation virtuelles des processus recèlent un potentiel évident pour la conception efficace de processus de production. Les rendre utilisables ? Nous serions heureux de vous y aider.